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做了个二阶低通有源滤波器,但输出电压不正常

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楼主
本帖最后由 我想找个东西 于 2019-6-2 11:27 编辑

如图,第一个问题:这应该是一个简单二阶低通有源滤波器吧?第二个问题:放大器的实际输出电压不应该是和供电电压大小是无关的吧,但现在我测到的是,LM358用12V供电时,当CT1 CT2 CT3 CT4都没有输入电压时,对应的FB1电压为0V这应该是正常的吧,但是FB2 FB3 FB4口却有10V左右的电压,这是不是不正常了啊?但不知是怎么回事?
滤波后直接接入单片机ADC口,此时10V电压很高,单片机马上就开始发热,而且给单片机供电的3.3V电压出现了抬升,缓慢的达到3.8V左右。这太恐怖了吧,麻烦大家帮忙分析分析哪里出了问题,现在一头雾水啊。。再加一个图吧。

二阶有源滤波器.png (42.01 KB )

二阶有源滤波器.png

采样电阻分压.png (22.98 KB )

采样电阻分压.png

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沙发
maychang| | 2019-6-2 11:07 | 只看该作者
你实验时,CT1~CT4接到哪里去了?“没有输入电压”是什么意思?悬空,还是接地?

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板凳
我想找个东西|  楼主 | 2019-6-2 11:12 | 只看该作者
king5555 发表于 2019-6-2 11:03
CT1~CT4不可悬空,可下拉一电阻到GND。要限定这4个输入电压不超过MCD供电,否則运放输出要串联电阻后才进端 ...

嗯,我做了两个板子,测试的时候正好没接一起,所以是悬空的

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地板
我想找个东西|  楼主 | 2019-6-2 11:12 | 只看该作者
本帖最后由 我想找个东西 于 2019-6-2 11:15 编辑
king5555 发表于 2019-6-2 11:03
CT1~CT4不可悬空,可下拉一电阻到GND。要限定这4个输入电压不超过MCD供电,否則运放输出要串联电阻后才进端 ...

嗯,我做了两个板子,测试的时候正好没接一起,所以是悬空的。还有我想问下我这滤波电路这样接没问题吧

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5
我想找个东西|  楼主 | 2019-6-2 11:13 | 只看该作者
maychang 发表于 2019-6-2 11:07
你实验时,CT1~CT4接到哪里去了?“没有输入电压”是什么意思?悬空,还是接地? ...

是悬空的

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6
tianxj01| | 2019-6-2 11:14 | 只看该作者
很可能你外接的信号源不一样,如果是低电平代表没有数入电压,则这里任何一个都必须输出0V,如果你只是悬空代表没有输入,那么输出被抬升到什么值基本上都是正常的。
每个CT端子对地接个相对大的比如100K电阻,肯定正常了。
顺便说一下,对于简易的没有幅度限制是这样线路,直接送单片机是不可以接受的,一旦输出超过单片机VCC,轻者工作不正常,重则烧单片机。必须加一个合适的限流电阻,最好还加一个稳压管箝位,才能送单片机处理。

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7
maychang| | 2019-6-2 11:23 | 只看该作者

CT1~CT4悬空,运放输入偏置电流没有直流通路,必定使同相输入端电位升高,因为LM358偏置电流是向外流的。同相输入端电位升高,输出端自然也升高。
你应该将CT1~CT4接地,那才是“没有输入电压”。

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blade55 2019-6-2 15:27 回复TA
正解! 
maychang 2019-6-2 11:48 回复TA
@captzs :LM358输入端偏置电流可达零点几微安,相当大。 
captzs 2019-6-2 11:32 回复TA
像这样形式,不接信号比接信号还严重。运放+端悬空,对地电阻无限大,很小的Ib产生的压降极大。 
8
我想找个东西|  楼主 | 2019-6-2 11:24 | 只看该作者
tianxj01 发表于 2019-6-2 11:14
很可能你外接的信号源不一样,如果是低电平代表没有数入电压,则这里任何一个都必须输出0V,如果你只是悬空 ...

CT端子在另一块板子上对地接了个200Ω的电阻,测试的时候正好没接这块板子。那我是不是最好在FB和单片机端口之间再加一个1K电阻够不够?

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blade55 2019-6-2 15:26 回复TA
交流信号输入是必须如此——正解。 
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maychang| | 2019-6-2 11:25 | 只看该作者

在使用12V电源时,输出端最高可达10V以上。这远超过单片机ADC口输入允许值,发热算你运气好,若是低内阻信号源,烧掉单片机完全有可能。

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我想找个东西|  楼主 | 2019-6-2 11:32 | 只看该作者
maychang 发表于 2019-6-2 11:23
CT1~CT4悬空,运放输入偏置电流没有直流通路,必定使同相输入端电位升高,因为LM358偏置电流是向外流的 ...

嗯,测试的时候没有接另一块板子,我刚加了个分压图片上来了。但我用万用表测悬空的CT脚显示电压为0V啊,输入端好像没抬高,但是输出端有10V左右电压。

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11
maychang| | 2019-6-2 11:40 | 只看该作者
我想找个东西 发表于 2019-6-2 11:32
嗯,测试的时候没有接另一块板子,我刚加了个分压图片上来了。但我用万用表测悬空的CT脚显示电压为0V啊, ...

万用表测试悬空的CT1~CT4时,你是否同时测量输出端?
不是同时,那就会产生万用表表笔撤掉,运放输出端升高的现像。

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12
maychang| | 2019-6-2 11:44 | 只看该作者
我想找个东西 发表于 2019-6-2 11:32
嗯,测试的时候没有接另一块板子,我刚加了个分压图片上来了。但我用万用表测悬空的CT脚显示电压为0V啊, ...

顺便说两句。
你的电流互感器二次使用桥式整流,试图将交流电压转换成直流,这是不允许的。这种作法,会使交流电流测量产生很大的误差(超过100%的误差)。正确的方法,是使用精密整流电路。

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13
tianxj01| | 2019-6-2 11:47 | 只看该作者
我想找个东西 发表于 2019-6-2 11:32
嗯,测试的时候没有接另一块板子,我刚加了个分压图片上来了。但我用万用表测悬空的CT脚显示电压为0V啊, ...

万用表测量内阻,提供运放直流通路,测量0V正常,而且可以肯定,这时候输出也是比较低的。测量结束,输出就立刻抬高。

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14
我想找个东西|  楼主 | 2019-6-2 12:22 | 只看该作者
tianxj01 发表于 2019-6-2 11:47
万用表测量内阻,提供运放直流通路,测量0V正常,而且可以肯定,这时候输出也是比较低的。测量结束,输出 ...

还有我想问下我这滤波电路的放大系数Av=1是吗?我不想放大输入电压。楼上们说要在输出端串一个电阻,那取1K是否可行?

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15
我想找个东西|  楼主 | 2019-6-2 12:38 | 只看该作者
maychang 发表于 2019-6-2 11:44
顺便说两句。
你的电流互感器二次使用桥式整流,试图将交流电压转换成直流,这是不允许的。这种作法,会 ...

水平有限啊,只能先从简单的开始。还有我想问下我这滤波电路的放大系数Av=1是吗?我不想放大输入电压。楼上们说要在输出端串一个电阻,那取1K是否可行?

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16
maychang| | 2019-6-2 13:57 | 只看该作者
我想找个东西 发表于 2019-6-2 12:38
水平有限啊,只能先从简单的开始。还有我想问下我这滤波电路的放大系数Av=1是吗?我不想放大输入电压。楼 ...

串联1千欧电阻是否可行,要看你的单片机AD输入引脚的输入电阻是否足够大,串联电阻的影响是否可以忽略。
另外,仅仅串联电阻不能限制输入电压幅度,还必须如7楼所说,加个稳压管箝位。

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17
我想找个东西|  楼主 | 2019-6-2 14:18 | 只看该作者
maychang 发表于 2019-6-2 13:57
串联1千欧电阻是否可行,要看你的单片机AD输入引脚的输入电阻是否足够大,串联电阻的影响是否可以忽略。
...

单片机AD输入引脚电阻不太理解您的意思,是不是AD引脚的Sampling switch resistance采样电阻啊。如图

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我想找个东西 2019-6-2 14:19 回复TA
哎,图去哪了,在回复中不知道怎么才能把图贴上来,复制好像更行不通 
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maychang| | 2019-6-2 15:32 | 只看该作者
我想找个东西 发表于 2019-6-2 14:18
单片机AD输入引脚电阻不太理解您的意思,是不是AD引脚的Sampling switch resistance采样电阻啊。如图 ...

Sampling switch resistance 就是你串联进去的电阻,你串联进去的电阻数值不得大于手册规定的允许值。

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19
blade55| | 2019-6-2 15:51 | 只看该作者
你这个电路根本不是有源滤波器,它是一个无源的RC二阶滤波器,在输出端加了一级跟随输出而已。

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我想找个东西|  楼主 | 2019-6-2 15:53 | 只看该作者
maychang 发表于 2019-6-2 15:32
Sampling switch resistance 就是你串联进去的电阻,你串联进去的电阻数值不得大于手册规定的允许值。 ...

哦,明白了,就是单片机ADC引脚规定的External input impedance=50KΩ,不大于它就行了

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